제작 배경
의료 및 바이오 분야 등의 고도의 정밀함을 요하는 실험실에서 사용되는 도구는
실험 도구의 안정성과 샘플의 무결성을 유지하는 것이 매우 중요합니다.
'웰 핀셋'은 복잡하고 정교한 실험 환경에 적용하기 위해 개발되었습니다.
웰 플레이트의 웰에 샘플을 저장하거나 챔버의 특정 기능을 적용할 때 사용되며,
안정적인 샘플 관리를 보장하면서도, 효율적인 샘플 처리를 제공하기 위한 목적으로 개발되었습니다.
개발 제품에는 각 모듈과 가이드 부위가 한 번의 사용 후 분리될 수 있는 구조가 필요했습니다.
분리 구조를 통해 샘플 간 교차 오염의 위험을 줄이고 실험의 정확도를 향상시킬 수 있을 것입니다.
더불어, 안정적이고 효율적인 샘플 처리를 위한 편리성의 확보 또한 중요 사항이었습니다.
따라서 개발 목표를 달성하면 샘플 오염의 방지와 정확한 실험 결과를 도출할 것으로 기대했습니다.
제작 과정
1) 3D 모델링
초기에는 일반적인 집게 형태로 시작했지만, 실험실의 구체적인 사용 조건과 피드백, 테스트 등을 통해 형상을 개선해나갔습니다.
힌지의 탄성, 웰 접촉부의 형태, 사용성 등을 모두 종합적으로 고려하여, 최종적으로 T 형태의 구조로 3D모델링이 완성되었습니다.
이 과정에서 사용 환경에 부합하는 기능성과 사용시의 편의성을 극대화하기 위해 세심한 주의를 기울였습니다.
프린팅 방식과 소재를 고려하여 모든 세부사항이 정밀하게 제작될 수 있도록 설계되었습니다.
소재 물성과 사용 환경을 고려하여 힌지의 형상을 결정하고,
각 부위가 쉽게 분리될 수 있도록 파선 형식의 구조를 통해 부위별 탈락 기능을 구현했습니다.
2) 3D프린팅
기능성 검증을 위해 제품 생산 전, 사전 테스트부터 진행했습니다.
경제적인 비용으로 효율적이고 빠른 테스트를 가능하게 하는 FDM 방식의 프린터로 PLA 소재를 사용하였습니다.
사전 테스트를 통해 제품의 사용성을 개선하고, 모듈별 분리 기능을 확인하고 조정할 수 있었습니다.
테스트 제품은 최종 제품에 사용될 SLS 방식의 PA12 소재에 비해 경제적인 수단이었고,
이를 통해 실제 사용 환경에서의 성능을 예측하고 필요한 조정 후에 최종 결과물을 프린팅할 수 있었습니다.
의뢰기업과의 협력을 통해 제품 기획부터 모델링, 테스트, 그리고 최종 프린팅에 이르기까지
실시간으로 피드백을 주고받으며, 제품의 최종 구조를 빠르게 결정하고,
더 나은 제품을 만들기 위한 지속적인 개선의 결과물이 나왔습니다.
정밀하게 설계된 최종 제품은 SLS 방식의 PA12 소재로 3D프린팅을 진행했습니다.
선택된 소재는 웰, 웰 파선, 집게 파단부를 설계할 때부터 고려하던 소재였습니다.
PA12 소재는 소재 자체가 질기면서도 기계적 성질과 내화학성 모두가 뛰어나므로
탄성을 가지면서도 손쉽게 절단이 가능하여 본 프로젝트에 적합한 소재였습니다.
때문에 설계 초기부터 이를 염두에 두고 프로젝트를 진행해 왔습니다.
(PA12 소재의 특성은 여기에서, 물성은 여기에서 확인하실 수 있습니다)
마치며
혁신적인 제작 방법과 최첨단 3D 프린팅 기술의 결합을 통해,
'웰 핀셋'은 의료 및 바이오 분야의 실험 과정에서 핵심적인 도구로 자리매김할 수 있었습니다.
한양3D팩토리는 이처럼 특정 사용 요구 사항에 부합하는 고도의 맞춤형 솔루션을 제공함으로써,
의뢰고객의 복잡한 문제를 해결하고 제품 개발의 효율성을 높이기 위해 지속적으로 노력하겠습니다.
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